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UPS電源

UPS常識：

    實際使用環境中，存在以下常見電源故障，它們是：電源中斷、電壓下陷、電壓浪涌、減幅振蕩、電源干擾、電壓突波、電壓波動及諧波失真等。 您在工作中一定會遇到過以上一種或幾種電源故障，這些故障會直接危害到您的重要數據和網絡系統。不是每一種UPS都解決以上這些電源故障，也不是所有的辦公環境都需要解決所有電源故障的UPS。共有三個層次的UPS：
    1.后備式：
   最適用于保護單臺PC機或工作站，能為您解決常見電源故障中的三大故障，包括：電源中斷、電壓下陷及電壓浪涌。而且相對應的UPS，價格最為低廉。
    2.在線互動式：
   可有效地解決五種常見電源故障：電源中斷、電壓下陷、電源浪涌、減幅振蕩及電壓干擾。價格適中，最適用于小型網絡環境。
    3.雙變換在線式：
   全面解決上述各種電源故障，提供高層次的電源保護，適用于保護關鍵系統、重要數據，被廣泛應用于數據中心、大型網絡、行業系統（金融、郵電、醫院、電力、航天航空、軍事等）。

    您可以根據實際需要來選用UPS：
    (1)UPS額定輸出容量的選擇
    用戶應根據所用設備的負荷量統計值來選擇所需的UPS輸出功率（KVA值）。為確保UPS系統的效率和盡可能延長UPS的使用壽命，一般推薦參數是：用戶的負載量僅占UPS的輸出功率的60%～70%為宜。 

    (2)盡可能先用單臺大容量UPS大量實踐證明，采用單臺容量較大的UPS集中供電方式，不僅有利于集中管理UPS，有效利用電池能量，而且降低了UPS的故障率。以下UPS平均無故障工作時間（MTBF）數據可供參考：
    ● 1～5KVA UPS的MTBF為4～9萬小時
    ● 5～20KVA UPS的MTBF為13～17萬小時
    ● 30～400KVA UPS的MTBF為20～25萬小時

    (3)根據用戶的不同配送系統，有三種UPS機型可供用戶選擇
    ● 單進（220V輸入）/單出（220V輸出）機型：選用此機型時，雖然用戶無需考慮市電三相輸入平衡 帶載問題，但必須考慮市電配電的三相均衡帶載問題。
    ● 三進（380V輸入）/單出（220V輸出）機型：表面上看起來，似乎用戶無需考慮電三相輸入平衡帶載問題，其實不然，用戶應為它的交流旁路市電輸入的相線和中線配置上可單相承擔UPS額定輸出電流的導線載面積。
    ● 三進（380V輸入）/三出（380V輸出）機型：一般說來，要求用戶將UPS輸出端的負載不平衡度控制在不超過30%～40%范圍內。

    (4)容錯冗余供電
對供電質量要求很高的計算中心、網管中心（例如：銀行、證券、航宇航中心等），為確保對負載供電的萬無一失，常需要采用如下幾種具有“容錯”功能的冗余供電系統。
    ● 主機～從機型“熱備份”冗余供電系統：其結構形式是將主機UPS的交流旁路連接到從機UPS的逆變器電源輸出端，萬一主機UPS出故障時，改由從機UPS帶載。
    ● “1+1”型直接并機冗余供電系統：它是通過將兩臺具有相同功率UPS的輸出置于同幅度、同相位和同頻率的狀態而直接并聯起來。正常工作時，由兩臺UPS各承擔1/2負載電流，萬一其中一臺UPS出故障時，由剩下的一臺UPS來承擔全部負載。這種并機系統的平均故障工作時間MTBF是單機UPS的7～8倍，從而大大提高系統的可靠性。
    ● 多機直接并機冗余供電系統：某些UPS，可以將多臺UPS以“N+1”冗余方式直接并機工作。請注意：隨著多臺并機系統中的N數量增大，并機系統的MTBF值會逐漸下降。因此，在條件允許時，應盡可能減少多機并機系統中UPS單機的數量。

    (5)應將UPS用蓄電池組置于20℃～25℃的環境下運行
不管UPS的充電器是否具有充電溫度補償功能，都必須將UPS用的蓄電池置于20℃～25℃范圍內。過低的環境溫度會造成蓄電池的放電容量下降，超過25℃時，會造成蓄電池的使用壽命縮短。

    (6)UPS供電系統中的中線截面積應用加粗
鑒于計算機和通訊設備等非線性負載均屬于“整流濾波型”負載，從而造成流過供電系統中的中線電流急劇增大，為防止因中線過流或中線電壓過高而造成不必要的煩，應將中線的截面積加粗為相線的1.5～2倍。

    (7)宜選用具有雙原邊繞組（交流旁路和逆變器）輸出隔離變壓器的UPS機型

大量運行實踐證明，如果出現在UPS輸出端的中線對地線的“干擾”電位過高，會導致計算機網絡的數據通訊的誤碼率增高。

UPS知識：

．為甚麼要用UPS？

通常大家認為我們所使用的市電，除了偶爾發生的斷電事故，是連續且恒定的，這個認識是不正確的。因為市電系統作為公共電網，上面連接了成千上萬各種各樣的負載，其中一些有較大的感性、容性、開關電源等負載不僅從電網中獲得電能，還會反過來影響電網本身，惡化電網或局部電網的供電品質，造成市電電壓波型畸變或頻率漂移。外加意外的自然和人為因素，如地震、電擊、雜訊干擾、輸變電系統、斷路或短路，都會危害電力的正常供應，從而影響負載的正常工作。根據富山電機有限公司技術專家多年來對中國大陸用電環境的測試，發現電網中經常發生并且對電腦精密儀器產生干擾或破壞的問題主要有以下幾種：

1. 市電中斷：
   指市電中斷并且持續至少兩個周期到數小時的情況，原因大概是：線路上的斷路器跳閘、市電供應中斷、線路中斷等。

2. 電涌：
     指輸出電壓有效值高於額定值110%，而且持續時間達到一 個或數個周期，電涌主要是由於在電網上連接大型設備關機時，電網因突然卸載而產生的高壓。

3. 高壓尖脈沖：
   指峰值達6000v，持續時間從萬分之一秒至二分之一周期 (10ms)的電壓，其主要由於雷擊、電弧放電、靜態放電或大型設備的開關操作而產生。

4. 電線噪音：
   指射頻干擾(RFI)和電磁干擾(EFI)以及其他各種高頻干擾，如馬達的運行、斷電器的動作、馬達控制器的工作、廣播發射、微波幅射以及電氣風暴等，都會引起電線噪聲干。

5. 電壓下陷：
   指市電電壓有效值介於額定值的80%至85%之間的低壓狀態，并且持續時間達一個到數個周期，原因有：大型設備開機、大型電動機啟動或大型電力變壓器接入都可能造成這種問題。

6. 暫態過電壓：
   指峰值電壓高過20000v，但持續時間介於百萬分之一秒至萬分之一秒的脈沖電壓，其主要由於雷擊、電弧放電、靜態放電或大型設備的開關操作等。

7. 頻率偏移：
   指市電頻率的變化超過3HZ以上，原因為：應急發電機不穩定運行，或由頻率不穩定的電源供電所致。 

8. 持續低電壓：
   指市電電壓有效值低於額定值，并且持續較長時間，其產生原因包括：大型設備啟動和應付、主電力線切換、啟動大型電動機、線路過載等。 

電腦已成為如今資訊社會不可缺少的一部分，對於電腦來說，顯示器及主機工作都需要正常的電力供應，尤其是內存，對電源的要求更高。它是一種依賴電能的存儲設備，需不斷的刷新動作來保持存儲內容。一旦斷電，所保存的內容立即消失，如果非正常斷電導致內存中資訊來不及保存到硬盤等存儲設備上，就會造成資訊因完全丟失或變得不完整而失去價值，浪費大量的時間與精力，特別是一些較重要數據的丟失，會給企業造成巨大的經濟損失，更值一提的是像UNIX這樣的操作系統，如果不正常關機，內存中的系統資訊來不及回寫到硬盤還可能造成系統崩潰，無法再次啟動，此外電腦中的硬盤，雖然應用的磁存儲介質，不會因斷電而損失資訊，但突然的斷電故障會使正在進行讀寫工作的硬盤物理磁頭損壞，或者系統文件在維護文件系統時，造成文件分配表錯誤，從而造成整個硬盤報廢，另外，現原操作系統大都能設置虛擬內存，由於突然的斷電，使系統來不及取消虛擬內存，從而造成硬盤中"資訊碎片" ，不僅浪費了硬盤存儲空間，還會導致機器運行緩慢，電腦電源是一種整流電源，過高的電壓可能會造成整流器進入主機板，影響機器的正常工作，甚至燒毀主機線路，總之，電源問題是計算機工作的重大威脅，但是隨著計算機應用的日益重要和廣泛，安全可靠的電源已是網路設計和管理人員不得不認真面對的重要問題。 

．目前中國大陸的用電環境分析

目前，中國大陸僅有少數地區剛剛解決了電力緊張的問題，大部分的地區和大城市還面臨著電力供應緊張的迫切問題，供電品質更是不能得到保證。即使在西方一些發達國家，電網的質量也遠非可靠。由於電網本身的質量有問題與各種偶然因素的作用，如電涌、電磁噪聲、持續電壓偏高、持續低壓、雷擊、長時間的下陷、電源頻率的漂移不穩，電源輸入波形畸變以及各種尖峰干擾和噪音等，甚至有時候會發生短時間停電，這些對高精度的敏感儀器和不能中斷的設備來說是非常嚴重的。例如：計算機在工作時停電或者是有一個比較大的電壓低落，就可能造成內存上的資訊被沖掉及硬盤數據丟失的後果，在醫院里，電子醫療如果因為停電而停止工作，對病人的影響是致命的，如果，在金融系統瞬間斷電，使大量數據丟失，其經濟損失令人無法想像的，事實上，在造成數據丟失的各種因素中，電源故障以45.3%的機率居首位，其他幾種主要的因素分別是：暴風雨9.4%、火災9.4%、硬軟件故障8.2%、洪水6.7%、地震5.5%，所以選擇優質可靠的UPS至關重要。

．如何正確使用UPS？

1正常開機順序 
   先接好市電，提供UPS市電，這時UPS處于旁路工作狀態, 再逐個打開負載，先開沖擊電流較大的負載，再開沖擊電流 小的負載，然後UPS面板開機使其處於逆變工作狀態，開起 負載時，避免負載同時開啟。 

2關機順序 
   先逐個關閉負載，再將UPS面板關機，使UPS處于旁路工作 狀態。

3使用後備式UPS應注意的問題 
   用戶往往使用UPS很容易帶載過大，雖然在市電狀態下，UPS會繼續工作，但如果遇到市電不正常的情況，就會轉到 逆變工作狀態，UPS就會因過載保護而關機，這樣會造成UPS損壞。因為後備式UPS一般在市電狀態下沒有負載檢測 功能，只靠輸入保險絲起保護作用。

4如果您所處的電力環境良好，建議定期對UPS進行充放電(一月一次)，電力環境較差的地區，可二月充放電一次。這樣 過可有效延長您的UPS的壽命。

UPS系統的測試：

測試UPS的目的，主要是鑒定UPS的實際技術指標能否滿足使用要求。UPS的測試一般包括穩態測試和動態測試兩類。穩態測試是在空載、50%額定負載以及100%額定負載條件下，測試輸入、輸出端的各相電壓、線電壓、空載損耗、功率因數、效率、輸出電壓波形、失真度及輸出電壓的頻率等。動態測試一般是在負載突變（一般選擇負載由0-100%和由100%-0）時，測試UPS輸出電壓波形的變化，以檢驗UPS的動態特性和能量反饋通路。

 穩態測試

   所謂穩態測試是指設備進入“系統正常”狀態時的測試，一般可測波形、頻率和電壓。

1. 波形
   一般是在空載和滿載狀態時，觀測波形是否正常，用失真度測量儀，測量輸出電壓波形的失真度。在正常工作條件下，接電阻負載，用失真度測量儀測量輸出電壓總諧波相對含量，應符合產品規定的要求，一般小于5%。

2. 頻率
   一般可用示波器觀測輸出電壓的頻率和用“電源擾動分析儀”進行測量。目前UPS的輸出電壓頻率一般都能滿足要求。但當UPS的頻率電路，本機振蕩器不夠精確時，也有可能在市電頻率不穩定時，UPS輸出電壓的頻率也跟著變化。UPS輸出頻率的精度一般在與市電同步時，能達到正負0.2%。

3. 輸出電壓
   UPS的輸出電壓可以通過以下方法進行測試判斷:
A、當輸入電壓為額定電壓的90%，而輸出負載為100%或輸入電壓為額定電壓的110%，輸出負載為0時，其輸出電壓應保持在額定值的正負3%的范圍內。
B、當輸入電壓為額定電壓90%或110%時，輸出電壓一相為空載，另外兩相為為100%負載時，其輸出電壓應保持在額定值正負3%的范圍內，其相位差應保持在4度范圍內。
C、當UPS逆變器的輸入直流電壓變化正負15%，輸出負載為0-100%變化時，其輸出電壓值應保持在額定電壓值正負3%范圍內。這一指標表面上與前面所述指標重復，但實際上它比前面的指標要求更高。這是因為控制系統的輸入信號在大范圍內變化時，表現出明顯的非線性特性，要使輸出電壓不超出允許范圍，對電路要求就更高了。

4. 效率
   UPS的效率可以通過測量UPS的輸出功率與輸入功率求得。UPS的效率主要決定于逆變器的設計。大多數UPS只有在50%-100%負載時才有比較高的效率，當低于50%負載是，其效率就急劇下降廠家提供的效率指標也多是在額定直流電壓，額定負載條件下的效率。用戶選型時最好選擇效率與輸出功率的關系曲線和直流電壓變化正負15%時的效率。

    動態測試 

 1、突加或突減負載測試 

先用“電源擾動分析儀”測量空載、穩態時的相電壓與頻率，然后突加負載由0至100%或突減負載由100%至0，若UPS輸出瞬變電壓在-8%至10%之間，且在20ms內恢復到穩態，則此UPS該項指標合格；若UPS輸出瞬變電壓超出此范圍時，就會產生較大的浪涌電流，無論對負載還是對UPS本身都是極為不利的，則該種UPS就不宜選用。

2、轉換特性測試 

此項主要測試由逆變器供電轉換到市電供電或由市電供電轉換到逆變器供電時的轉換特性。測試時需有存儲示波器和能模擬市電變化的調壓器。

其他常規測試

過載測試
    過載測試是用戶極為關心，也是衡量UPS電源的一項重要指標。過載測試主要是檢驗UPS整機的過載能力，保證即使運行中出現過負荷現象時，UPS也能維持一定時間而不損壞設備。過載設備必須按設備指標測試，并且要在25oC以內的室溫下進行。
輸入電壓過壓、欠壓保護測試
    按設備指標輸入電壓允許變化范圍進行測試，一般UPS允許輸入電壓變化10%，當輸入電壓超過此范圍時應報警，并轉換到蓄電池供電，整流器自動關閉，當輸入電壓恢復到額定允許范圍內時，設備應自動恢復運行，即蓄電池自動解除，轉為由市電運行。在蓄電池自動投入和解除的過程中，UPS輸出電源波形應無變化。
放電測試：
    放電測試主要是檢驗蓄電池的性能。放電試驗時，一是要記錄放電時間；二是要觀測放電時的輸出電壓波形及放電保護值；三是要檢查是否有“落后”電池，放電試驗前必須對蓄電池作連續24h的不間斷充電。

UPS應用技巧 ：

    目前我國引進的UPS品種不少，不同的產品來源于不同的國家和廠家。這些UPS的工作原理、具體線路設計都不盡相同。特別是有的廠家為了商業上的需要，常常將有關集成電路型號的標志抹掉。所有這些因素都給使用和維護UPS帶來一定的困難。盡管如此，對于一些常用的UPS使用規則仍可找到一些共性。下面對正確使用和維護UPS提出若干線索，供大家參考。

    (1)在后備式UPS設計中，為降低生產成本，它在市電供電和蓄電池供電時都使用同一主電源變壓器。這種類型的UPS處于蓄電池供電時，它的交流輸出火線和零線的位置是固定不變的，用戶無法改變其相互／頃序。又由于這種UPS的市電輸入端的零線就是UPS控制線路的地線，所以用戶在使用這種UPS時，務必遵守廠家產品說明書上的有關規定。 

    (2)所有UPS中的蓄電池實際可供使用的容量與蓄電池的放電電流大小、蓄電池的環境工作溫度、貯存時間的長短及負載性質(電阻性、電感性、電容性)密切相關。如果不能正確地使用UPS，往往會造成蓄電池實際可供使用的容量僅為蓄電池標稱容量的很小一部分，為此用戶在使用蓄電池時需注意以下各點：

    ①蓄電池的過度放電和蓄電池長時間的開路閑置不用，都會使蓄電池的內部產生大量的硫酸鉛，并被吸附到蓄電池的陰極上，形成所謂的陰極“硫酸鹽化”，其結果是造成電池內阻增大，蓄電池的可充放電性能變壞。目前常用的M型密封式鉛酸蓄電池的使用壽命大約為3-5年。 

    ②對于目前的大多數UPS來說，當蓄電池每次放電完后，可利用UPS內部的電池充電回路對蓄電池進行浮充。為保證蓄電池被重新置于飽和充電狀態，一般需要充電時間為10～12小時。充電時間不夠會使蓄電池處于充電不充分狀態。這時蓄電池的實際可供使用的容量遠遠低于蓄電池的標稱容量。對于有的UPS而言，當市電電壓低于200V時，就不可能利用UPS內部的充電回路對蓄電池進行飽和充電丁。 

    ③有的用戶采用降低UPS實際負載功率或增大蓄電池容量的辦法來延長蓄電池的放電時間。

    ④當UPS的蓄電池在使用中遇到下述情況之一時，要想復活蓄電池的可充放電特性，應采用均衡充電的辦法來解決。所謂均衡充電是把每個蓄電池單元并聯起來，用統一的充電電壓進行充電的操作辦法。需要對蓄電池進行均衡充電的情況有：·過量放電使得蓄電池的端電壓低于蓄電池所允許的放電終了電壓。對于12V的M型鉛酸蓄電池而言，其放電終了電壓為10.5V左右； ·蓄電池組中，各電池單元之間的端電壓差別超過1V左右； ·長期靜置不用的電池(包括新購買的蓄電池)； ·重新更換了電解液的蓄電池。 對于NP6-12型密封式鉛酸電池，它的均衡充電電壓等于14V左右，最大允許的均衡充電電流小于1.5A；對于LCLl2V24P型密封式鉛酸電池，其均衡充電電壓等于14V左右，最大允許的均衡充電電流小于8A。目前市售的功率為2kW以下的UPS中， 蓄電池組的浮充電流大多數控制在1A之內。 ⑤為保證蓄電池具有良好的充放電特性，對于長期閑置不用的UPS(經驗數據是UPS停機10天以上)，在重新開機使用之前，最好先不要加負載，讓UPS利用機內的充電回路對蓄電池浮充10～12小時以后再用。對于后備式UPS的用戶來說，若UPS長期工作在后備式工作狀態時，建議每隔一個月，讓UPS處于逆變器工作狀態至少2-3分鐘，以便激活電池。 

   (3)對于絕大多數UPS來說，當它們處于逆變器供電狀態時，一般要求它的負載特性為純電阻或電容性的。當負載為電容性時，其功率因數要求大于0.8左右。因此，對于那些帶電感性負載的用戶來說，應注意調整其總的負載電抗，盡可能地滿足功率因數大于0.9的條件。否則，UPS實際可承擔的負載功率將有所下降。廠家建議：UPS的最大啟動負載最好控制在UPS額定輸出功率的80%以內。對于正弦波輸出的UPS而言，當其負載小于UPS額定輸出功率的30%時，它的輸出電壓波形失真系數會稍有增大。實踐證明：對于絕大多數UPS而言，將其負載控制在UPS額定輸出功率的30%～60%范圍以內是最佳工作方式。因此，那些對交流輸入波形有所要求的用戶應該注意這點。 

   (4)對于后備式UPS來說，當它處于由市電供電的后備工作狀態時，雖然它具有抗干擾自動穩壓功能，但它不具備輸出短路自動保護功能(一般用交流輸入保險絲來實現限流)。因此，對這種類型UPS用戶來說，不得隨意加大交流輸入回路中保險絲的容量。只有當這種電源處于逆變器供電狀態時，它才同時具有自動穩壓和輸出短路自動保護功能。 

   (5)對于后備式方波輸出的UPS來說，由于在它的控制線路中沒有精確調整其方波工作頻率的技術手段，因此，當這種電源處于逆變器供電狀態時，有時它的方波工作頻率很可能會明顯偏離50Hz。此外，對于方波輸出的UPS而言，當它處于逆變器供電時，不宜長期空載運行。 

   (6)對于后備式UPS來說，一般都為用戶設置如下電位器來調整工作點： ·調整UPS市電供電—逆變器供電工作轉換電壓的大小； ·調整UPS逆變器輸出交流電壓的大小； ·調整電池充電回路的充電電壓的大小。 對在線式UPS來說，一般只為用戶提供一個調整UPS交流輸出電壓大小的電位器。具體應該調整哪個電位器，請參考有關的產品說明書。一般情況下，用戶不要輕易地去調整機內的其他電位器，弄不好會造成UPS控制線路失調，機器無法正常工作。 

   (7)目前市售的絕大多數UPS都具有抗干擾自動穩壓功能。所以，在一般情況下，沒有必要再外加抗干擾型交流穩壓器。如果用戶一定要用交流穩壓器的話，可以將交流穩壓器用作UPS的輸入級。 

   (8)選購長延時UPS時，為保證蓄電池能得到高效的利用，提高其有效可供使用的容量及延長蓄電池的使用壽命，應選用具有改進型的恒流充電特性的充電器。如果使用一般的截止型恒壓充電器必將導致蓄電池性能的迅速惡化。對長延時UPS而言，蓄電池組的成本往往超過UPS主機的成本，所以用戶應該注意到這一點。 

   (9)若用戶在市電停電期間，使用小型柴油發電機供電時，由于柴油發電機的內阻比市電電網的內阻大得多，因此，有可能導致后備式UPS在市電供電與柴油機供電時，UPS的交流穩壓線路的輸出電壓值有較大的差異。在遇到這種情況時，用戶應重新調整UPS的交流穩壓工作點。 

   (10)對于方波輸出的后備式UPS來說，其市電供電㈡逆變器供電的轉換時間大約在4～9ms。這種不能百分之百地保證對負載可靠供電的情況，對于這種電源來說，若偶然出現一次故障使計算機的工作程序中斷或破壞，即計算機產生“自檢”操作并不意味著出故障。因此，方波輸出的UPS不宜用于計算機網絡的供電系統中。 

   (11)在長延時UPS中若選用方波輸出UPS作主機會帶來計算機硬件故障率增大的毛病。原則上講，在長延時UPS系統中應選用正弦波輸出的UPS作主機。 

   (12)對以雙向可控硅作靜態開關的后備式UPS(如Datapasse UPS)，其市電供電㈡逆變器供電的轉換時間很短，僅為微秒數量級。 

UPS維護技巧從入門到精通 ：

隨著電腦的日益普及，電腦的保護神UPS也得到了廣泛的應用。UPS是使用簡單但自身又比較嬌氣的設備，科學的使用和維護將會延長UPS的壽命！下面是我的一些經驗，供你參考。　　

   1、盡量不接電感性負載。因為電感性負載的啟動電流往往會超過額定電流的3～4倍，這樣就會引起UPS的瞬時超載，影響UPS的壽命。電感性負載包括夏天常用的電風扇、冰箱等。 

2、不宜滿載或過度輕載。不要按照UPS的額定功率去使用它，不要認為空著的接口不應該閑著而連接其他電器，長期滿載狀態將直接影響UPS壽命。一般情況下，在線式UPS的負載量應該控制在70%～80%，而后備式的UPS的負載量應該控制在60%～70%。注意，過度輕載也不好，雖然不如過載那么嚴重。

3、保護好蓄電池。UPS的一個非常重要的組成部分就是蓄電池。目前，多數中小型的UPS都采用無需維護的密封式鉛酸蓄電池。雖然表面上它不需要維護，但照顧不周，同樣會出毛病，何況這種電池還挺貴。來自UPS維修部門的數據表明：約30%的UPS損壞實際上只是電池壞了。所以，維護UPS的關鍵是維護蓄電池。相比較而言，蓄電池是比較嬌貴的，要求在0～30℃環境中工作，25℃時效率最高。因此，在冬、夏季一定要注意UPS的工作環境。溫度高了會縮短電池壽命，溫度低了，將達不到標稱的延時。　　

     4、定期維護。通常，半年應該給UPS測量一下電池的端電壓。如果電壓超過1V就應該使用均衡的恒壓限流(0.5A)充電，若不奏效，只能換新電池。如果當地長期不停電，必須定期(三個月)人為中斷供電，使UPS帶負載放電。因為長期沒斷過電，所以你一直以為它是在正常工作的，而實際上一旦斷電，它只能提供很短的延時甚至根本沒有延時，原因就是蓄電池長期處于浮充的充電狀態。

     5、注意防雷擊。雷擊是所有電器的天敵，一定要注意保證UPS的有效屏蔽和接地保護。另外，還應把UPS放在通風散熱良好的地方。 

[原創]選購UPS的第五項決策要素 ：

UPS產品的性能、價格、服務和公司實力是用戶選購UPS的四項基本決策要素。每項決策要素的具體內容如下表所列。

表1：用戶選購UPS的四項基本決策要素

決策要素

具體內容

1．性能

UPS技術指標、測試與檢驗報告、產品認證、技術先進性與完善性、產品可靠性和穩定性、環境適應能力、監控與管理能力、電池配置與管理

2．價格

UPS主機與電池價格、工程價格、續保價格、零備件價格

3．服務

UPS服務人員與裝備、保修期、保內與保外服務內容、響應時間與修復時間、培訓

4．公司實力

公司規模、相關資質、分支機構數量、UPS研發實力、UPS年生產能力、UPS年銷售額與市場占有率

尤其令人感興趣是，有經驗的決策者與技術專家除了慎重比較UPS產品的以上四個決策要素之外，也會特別關注UPS的關鍵工藝，通常以實地考察、產品觀摩、技術交流等方式全面把握同類UPS在關鍵工藝方面的優劣對比。目前，UPS的關鍵工藝正在成為用戶選購UPS的第五項決策要素。

衛星地球站UPS電源的使用與維護 ：

    廣播電視衛星地球站是廣播電視信號傳輸的重要部門，保證任何情況下的正常供電，是安全播出的重要環節。為此各衛星地球站內配備了UPS供電系統。UPS電源是衛星地球站保障供電穩定和連續性的重要設備，因其主要機智能化程度高，儲能器材采用免維護蓄電池，使得在運行中往往忽略了對該系統的維護與檢修。其實維護的好壞，對電源的壽命和故障率有很大影響，下面根據我們使用中的具體情況和維護經驗介紹UPS電源的使用注意事項和日常維護要求。 

雖說各站配置的設備型號及系統容量有所不同，但其原理和主要功能基本相同。在UPS電源類型選擇上各站都選擇了在線式，這時因為在線式UPS電源系統具有對各類供電的零時間切換，自身供電時間的長短可選，并具有穩壓、穩頻、凈化的特點。當UPS電源系統本身出現故障時有自動旁路功能，當需要檢修時可采用手動旁路，使檢修、供電互不影響。在功率選擇上，衛星地球站都選用了中功率系統。

UPS電源系統由4部分組成：整流、儲能、變換和開關控制。其系統的穩壓功能通常是由整流器完成的，整流器件采用可控硅或高頻開關整流器，本身具有可根據外電的變化控制輸出幅度的功能，從而當外電發生變化時（該變化應滿足系統要求），輸出幅度基本不變的整流電壓。凈化功能由儲能電池來完成，由于整流器對瞬時脈沖干擾不能消除，整流后的電壓仍存在干擾脈沖。儲能電池除可存儲直流直能的功能外，對整流器來說就象接了一只大容器電容器，其等效電容量的大小，與儲能電池容量大小成正比。由于電容兩端的電壓是不能突變的，即利用了電容器對脈沖的平滑特性消除了脈沖干擾，起到了凈化功能，也稱對干擾的屏蔽。頻率的穩定則由變換器來完成，頻率穩定度取決于變換器的振蕩頻率的穩定程度。開關K1、K5是系統工作開關，K4是主機自檢故障后的自動旁路開關，K3則是檢修旁路開關。

UPS電源系統主要分兩大部分，主機和儲能電池。額定輸出功率的大小取決于主機部分，并與負功屬那種性質有關，因為UPS電源對不同性能的負載驅動能力不同，通常負載功率應滿足UPS電源70％的額定功率。儲能電池容量的選取當負載功率確定后主要取決其后備時間的長短，這個時間因各站情況不同而不同，主要由備用電源的接入時間來定，通常在幾分鐘或幾個小時不等。我站因發電機從開始超動到可以接入需要30分鐘。另外儲能電池的容量隨著時間會逐漸降低，考慮到壽命終止時儲能電池容量下降到50％并留有一定的余量，我站的后備時間當儲能電池滿容量時為2小時，半容量為1小時。

使用注意事項

UPS電源系統因其智能化程度高，儲能電池采用了免維護蓄電池，這雖給使用帶來了許多便利，但在使用過程中還應在多方面引起注意，才能保證使用安全。

（1）UPS電源主機對環境溫度要求不高，+5℃～40℃都能正常工作，但要求室內清潔，少塵，否則灰塵加上潮濕會引起主機工作紊亂。儲能蓄電池則對溫度要求較高，標準使用溫度為25℃，平時不能超過+15℃～+30℃。溫度太低，會使儲電池容量下降，溫度每下降1℃，其容量下降1％。其放電容量會隨溫度升高而增加，但壽命降低。如果在高溫下長期使用，溫度每高10℃，電池壽命約降低一半。

（2）主機中設置的參數在使用中不能隨意改變。特別是對電池組的參數，會直接影響其使用壽命，但隨著環境溫度的改變，對浮充電壓要做相應調整。通常以25℃為標準，環境溫度每升高或降低1℃時，浮充電壓應增加18mV（相對于12V蓄電池）。

（3）在無外電靠UPS電源系統自行供電時，應避免帶負載啟動UPS電源，應先關斷各負載，等UPS電源系統起動后再開啟負載。因負載瞬間供電時會有沖擊電池，多負載的沖擊電流和加上所需的供電電流會造成UPS電源瞬間過載，嚴重時將損壞變換器。

（4）UPS電源系統按使用要求功率余量不大，在使用中要避免隨意增加大功率的額外設備，也不允許在滿負載狀態下長期運行。但工作性質決定了UPS電源系統幾乎是在不間斷狀態下運行的，增加大功率負載，即使是在基本滿載狀態下工作，都會造成主機出故障，嚴重時將損壞變換器。

（5）自備發電機的輸出電壓，波形、頻率、幅度應滿UPS電源對輸入電壓的要求，另久發電機的功率要遠大于UPS電源的額定功率，否則任一條件不滿，將會造成UPS電源工作異常或損壞。

（6）由于組合電池組電壓很高，存在電擊危險，因此裝卸導電聯接條、輸出線時應用安全保障，工具應采用絕緣措施，特別是輸出接點應有防觸摸措施。

（7）不論是在浮充工作狀態還是在充電、放電檢修測試狀態，都要保證電壓、電流符合規定要求。過高的電壓或電流可能會造成電池的熱失控或失水、電壓、電流過小會造成電池虧電，這都會影響電池的使用壽命，前者的影響更大。

（8）在任何情況下，都應防止電池短路或深度放電，因為電池的循環壽命和放電深度有關。放電深度越深、循環壽命越短。在容量試驗中或是放電檢修中，通常放電達到容量的30％～50％就可以了。

（9）對電池應避免大電流充放電，雖說在充電時可以接受大電流，但在實際操作中應盡量避免，否則會造成電池極板膨脹變形，使得極板活性物質脫落，電池內阻增大，溫升越高，嚴重時將造成容量下降，壽命提前終止。

2．日常維護與檢修

（1） UPS電源在正常使用情況下，主機的維護工作很少，主要是防塵和定期除塵。特別是氣候干燥的地區，空氣中的灰粒較多，機內的風機會將灰塵帶入機內沉積、當遇空氣潮濕時會引起主機控制紊亂造成主機工作失常，并發生不準確告警，大量灰塵也會造成器件散熱不好。一般每季度應徹底清潔一次。其次就是在除塵時，檢查各連接件和插接件有無松動和接觸不牢的情況。

（2）雖說儲能電池組目前都采用了免維護電池，但這只是免除了以往的測比、配比、定時添加蒸餾水的工作。但外因工作狀態對電池的影響并沒有改變，不正常工作狀態對電池造成的影響沒有變，這部分的維護檢修工作仍是非常重要的，UPS電源系統的大量維修檢修工作主要在電池部分。

1）儲能電池的工作全部是在浮充狀態，在這種情況下至少應每年進行一次放電。放電前應先對電池組進行均衡充電，以達全組電池的均衡。要清楚放電前電池組已存在的落后電池。放電過程中如有一只達到放電終止電壓時，應停止放電，繼續放電先消除落后電池后再放。

2）核對性放電，不是首先追求放出容量的百分之多少，而是要關注發現和處理落后電池，經對落后電池處理后再作核對性放電實驗。這樣可防止事故，以免放電中落后電池惡化為反極電池。

3）平時每組電池至少應有8只電池作標示電池，作為了解全電池組工作情況的參考，對標示電池應定期測量并做好記錄。

4）日常維護中需經常檢查的項目有：清潔并檢測電池兩端電壓、溫度；連接處有無松動，腐蝕現象、檢測連接條壓降；電池外觀是否完好，有無殼變形和滲漏；極柱、安全閥周圍是否有酸霧逸出；主機設備是否正常。

5）免維護電池要維護，不是什么無稽之談，應從廣義的維護立場出發，做到運行、日常管理的周到、細致和規范性，保證設備（包括主機設備）保持良好的運行狀況，從而延長使用年限；保證直流母線經常保持合格的電壓和電池的放電容量；保證電池運行和人員的安全可靠。這就是電池維護的目的，也是電池運行規程中包括的內容和進行規則。

（3）當UPS電池系統出現故障時，應先查明原因，分清是負載還是UPS電源系統；是主機還是電池組。雖說UPS主機有故障自檢功能，但它對面而不對點，對更換配件很方便，但要維修故障點，仍需做大量的分析、檢測工作。另外如自檢部分發生故障，顯示的故障內容則可能有誤。

（4）對主機出現擊穿，斷保險或燒毀器件的故障，一定要查明原因并排除故障后才能重新啟動，否則會接連發生相同的故障。

（5）當電池組中發現電壓反極、壓降大、壓差大和酸霧泄漏現象的電池時，應及時采用相應的方法恢復和修復，對不能恢復和修復的要更換，但不能把不同容量、不同性能、不同廠家的電池聯在一起，否則可能會對整組電池帶來不利影響。對壽命已過期的電池組要及時更換，以免影響到主機。

（6）再好的設備也有壽命，也會出現各類故障，但維護工作做的好可以延長壽命，減少故障的發生，這和人的壽命長短、生老病死是一樣的道理。不要因為高智能、免維護而忽略了本應進行的維護工作，預防在任何時候都是安全運行的重要保障。

在線式UPS的控制和保護技術 ：

在線式UPS的控制和保護功能基本上是由CPU的內部程序控制完成的,由于程序的不可見性,UPS的許多控制和保護原理大家很難理解。下面，我根據多年的UPS研發經驗，跟大家談一下在線式UPS的制和保護技術。
----一、基本概念
----1、市電正常：市電正常是指市電電壓和市電頻率都正常。
----2、市電電壓正常：市電電壓在160～280V之間，視為市電電壓輸入正常。
----3、市電頻率正常：市電頻率在47～53HZ之間，且頻率變化率小于1HZ/秒，視為市電頻率正常。
----4、市電逆變狀態：市電輸入正常，UPS工作在AC→DC→AC時的狀態。
----5、電池逆變狀態：市電輸入異常，UPS工作在BATTERY→AC時的狀態。
----6、CPU交流電壓取樣信號：交流電壓經分壓、隔直、全波整流、限幅后，供給CPU進行A/D轉換的信號。UPS上有市電電壓取樣信號和逆變電壓取樣信號兩部分電路。
----7、零點發生器：交流正弦波經過由運算放大器組成的交流差動放大器，變成方波信號，再經濾除高頻諧波和限幅后，送給CPU。CPU通過對方波下降沿（對應正弦波的過零點）的偵測，計算出正弦波的頻率和相位。UPS有市電零點發生器和逆變零點發生器兩部分電路。
----8、BUS電壓：BUS電壓是指供給逆變器的直流電壓，UPS有正、負兩路BUS電壓，其正常值為400V。
----二、控制技術
----1、緩開機
    當UPS開機或系統重置（包括過載解除、自動重啟等）時，CPU控制UPS緩慢提升逆變電壓，每32ms提升逆變電壓3V，直至220V停止。
----2、電壓追逐
    在緩開機結束后，逆變電壓尚未切到對外輸出前，為防止市電灌入UPS，市電正常時，CPU控制逆變電壓追逐市電輸入電壓，逆變電壓依市電電壓高低每隔128ms加減3V。如果市電電壓高于280V，則只追到280V；如果市電電壓低于160V，則只追到160V。
----3、市電電壓的偵測與控制
    CPU每16ms讀取一次市電電壓值，當市電的電壓讀值連續低于160V或高于280V五次時，視為市電電壓輸入異常；只有當市電的電壓讀值連續五次回復到170～270V之間時，才認為市電輸入轉為正常。市電輸入正常時，UPS工作在市電逆變狀態；當市電電壓低于160V或高于280V時，UPS立即轉入電池逆變狀態；為防止市電來回切換，只有當市電回復到170～270V時UPS才轉入市電逆變狀態。
----4、市電頻率的偵測與控制
    偵測市電頻率的目的是作為逆變鎖相的依據，通過調整逆變的過零點調整逆變相位，使在市電狀態下的逆變輸出與市電輸入基本同頻率、同相位。市電開機時，UPS偵測輸入市電的頻率作為逆變輸出的頻率；電池狀態下開機時，逆變輸出的頻率以上次輸出的頻率來設定。當市電正常時，執行鎖相，逆變頻率先追市電頻率，頻率相同后再追相位，通過變動逆變頻率完成逆變和市電同相位。鎖相后，逆變和市電的相位差小于3度，頻率誤差小于0.01HZ。當市電頻率超出47～53HZ范圍時，UPS不執行鎖相，立即轉入電池逆變狀態，只有當市電頻率回復到48～52HZ時，UPS再執行鎖相，并轉入市電逆變狀態。
----5、三角波發生器
    CPU送出的38.4KHZ方波,經由運算放大器組成的二分頻電路后,變成19.2KHZ的方波,再經積分器積分成三角波。
----6、標準正弦波發生器
    CPU送出以128點平均分割的模仿正弦波，經過二階低通濾波器濾波后，生成標準正弦波。
----7、PWM信號
    標準正弦波與逆變輸出電壓的正弦波反饋信號做比較，結果被三角波切割，生成PWM信號。
----8、逆變電壓調整
    CPU每16ms讀取一次逆變電壓值，并與設定的電壓值做比較，當差值高于10V時，CPU立即調整標準正弦波，從而調整PWM信號，使輸出電壓相應加減5V，以縮小差值；當差值低于10V時，CPU累積差值，當累積值達到30V時，CPU調整標準正弦波，使輸出電壓相應加減2V。
----9、CPU的A/D讀取
    CPU每半周期讀一次電池電壓、正負BUS電壓和機內溫度，每隔八個標準正弦波點讀一次市電電壓、逆變電壓和逆變電流（在每個周期開始，CPU變更讀點的初始位置，使每隔八個標準正弦波點讀一次的共128點的A/D讀取達到掃描效果，讀取值存入RAM內）。
----10、CPU的計算
    CPU每隔2個周期計算一次市電電壓的均方根值（RMS），每隔1個周期計算一次逆變電壓的均方根值，每隔32個周期計算一次逆變電流的均方根值，每隔32個周期計算一次輸出功率的均方根值。
----11、瞬間斷電偵測
    CPU每4ms計算一次最近一周期所讀取的市電A/D值，如果小于140V，則視為斷電，UPS立即轉入電池逆變狀態。
----三、保護技術
----1、逆變輸出短路和過電壓保護
    當逆變輸出電壓的正弦波反饋信號連續64ms無過零信號時，視為逆變輸出短路，UPS關閉輸出并報警；當逆變輸出電壓值連續80ms低于160V或高于280V時，視為逆變輸出過電壓，UPS立即轉到旁路并報警。
----2、輸出限流保護
    保護電路偵測逆變輸出的電流值，當其超過額定值的3.6倍時，限流保護電路立即關閉PWM，只有在輸出電流值小于額定值的3.6倍后，PWM才重新工作。
----3、BUS過電壓保護
    當BUS電壓的絕對值連續64ms超過440V時，UPS實施BUS過電壓保護，轉入旁路并報警。
----4、電池過壓和欠壓保護
----當每個電池電壓高于15V時，視為電池過壓，UPS自動轉入電池逆變狀態，在電池電壓下降到每個13.5V后，UPS重新回到原工作狀態。市電異常，UPS轉入電池逆變狀態，電池開始放電，CPU控制蜂鳴器4秒鳴叫一次；當每個電池電壓下降到11V時，CPU控制蜂鳴器每秒鳴叫一次；當每個電池電壓下降到10V時，UPS自動關機。市電恢復正常時，UPS會自動重啟。
----5、負載保護
----如果UPS在從旁路轉入逆變輸出前，偵測到負載超過110%，UPS不能轉入逆變輸出，CPU控制蜂鳴器每0.5秒鳴叫一次；如果開機后負載加至110%~130%，CPU控制蜂鳴器每0.5秒鳴叫一次，UPS在10秒后轉入旁路；如果開機后負載加至130%以上，UPS會立即轉入旁路。
----雖然UPS種類繁多，但是其控制和保護技術的基本原理是大致相同，愿大家能夠研發出更先進的UPS。

不間斷電源的選擇及負載功率的匹配

   

至于選配什么品牌的UPS電源這要根據據客戶的具體情況來確定，但有一點必須明白，就是所有欲選配UPS電源的功率（單位統一）必須略大于負載的實際功率，才能使UPS電源可靠地工作。另外，功率是電能的單位。一般用瓦特（W）來表示，而國際上用電流安（A）和電壓伏（V）的乘積來表示（VA為視在功率）視在功率伏安（VA）與有用功率瓦特（W）的換算方法為：視在功率伏安（VA）數乘以0.7～0.8即為有用功率瓦特（W）

表達式VA*0.7(或0.8)=W 

例如 一臺1000伏安（VA）的在線式UPS電源實際輸出功率為1000VA*0.7=700W通過上面問題的討論分析可知，欲使購選UPS電源能夠安全正常地工作；就必須使負載功率的總和不大于UPS電源額定功率（統一單位），其次UPS電源對純感性、純容性負載來說呈現的效能很小（30%）即1000W UPS電源只能負擔300W的純感性負載，或純容性負載。故純感性負載（如電風扇等），純容性負載不能做UPS電源的負載。還有因為打印機的啟動功率大于額定功率的5倍，故打印機也不是UPS的理想負載（一般將其接入市電）。

UPS不間斷電源：

計算機機房負載分為主設備負載和輔助設備負載。主設備負載指計算機及網絡系統、計算機外部設備及機房監控系統，這部分供配電系統稱為"設備供配電系統"，其供電質量要求非常高，應采用UPS不間斷電源供電來保證供電的穩定性和可靠性。在要求較高的機房項目中，UPS不間斷電源可采用直接并機技術或輔助設備負載指空調設備、動力設備、照明設備、測試設備等，其供配電系統稱為N+1冗余并機技術。"輔助供配電系統"，其供電由市電直接供電。
    機房內的電氣施工應選擇優質電纜、線槽和插座。插座應分為市電、UPS及主要設備專用的防水插座，并注明易區別的標志。照明應選擇機房專用的無眩光高級燈具。

設計說明中用資料：

1、UPS供電系統設備配置及運行方式：為了滿足通信設備交流負荷用電的需要，本工程選用雙機并聯冗余的交流不停電電源（UPS）系統供電，該系統由兩臺UPS單機，兩組蓄電池及UPS輸出屏組成。市電正常時，兩臺UPS中的整流器先將交流電整流為直流向UPS中逆變器供電，同時對蓄電池組浮充充電，兩臺UPS中的逆變器再將直流轉變為交流電向交流不停電負荷供電；當市電（故障）停電而油機尚未啟動供電時，此時蓄電池組向逆變器放電，保證交流輸出不間斷；當交流電恢復供電時，UPS則恢復工作，兩臺UPS并聯運行，均分負載；當一臺UPS故障時，另一臺UPS自動承擔全部負載；當兩臺UPS均故障時，交流電自動通過靜態開關轉向旁路，對負荷不間斷供電；UPS故障修復后，靜態開關又將負荷自動轉向UPS不間斷供電。

該文章在 2011/1/8 11:36:46 編輯過